家庭網關研究論文
時間：2022-12-26 10:54:00
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家庭網關的基本類型見圖2。
不同的家庭網關可以提供不同水平和類別的應用。由RG定義的家庭網關設備可以使家庭消費者使用幾乎所有主要的應用。如TIA制造的家庭網關可以滿足以下幾類應用：遠程通訊、Internet接入、遠程教育、遠程醫療、可視電話、家電管理和集成、安全系統管理、家庭能源調節和管理、自動計量讀表、鄰里無繩漫游電話、視頻傳送和分配、虛擬VCR和視頻點播、視頻交互通訊、CD點唱機、在線廣告和電子公告。
集中式網關傾向于在一個寬帶網絡上集成視頻、音頻和語音應用，如高級的機頂盒產品、Motorola的DCT－5000、Scientific－Atlanta的Explorer2000、NextLevelCommunication的LP系列N3家庭網關。前兩種允許通過HFC提供集成化服務，最后一種一般應用于VDSL網絡，可為不同終端設備提供聲音、視頻和數據信號。近來市場上出現一種新型集中式網關，它集成了一個寬帶Modem（DSL或CableModem）和一個家庭網絡解決方案（如HomePNA或HomeRF的解決方案）。這樣的網關有CiscoSystem公司的Internet家庭網關，2Wire公司的HomePortal，ShareGate公司的ISIS/Jupiter網關，以及CaymenSystem公司的3220HW網關。
大多數專用服務網關和瘦服務器網關所允許的應用被限制在特定的應用類型，諸如Internet接入，電話，能量管理，和家庭控制與安全。新出現的瘦服務器網關可以允許多種類型的應用。例如Ericsson公司的e－box，被設計用于能源管理、家庭自動化、家庭護理、家庭安防，以及共享Internet接入。其他的專用和瘦服務器網關包括CoactiveNetworks公司的Connect2000和3000系列，EmeraldGateway公司的ESG400，SageSystem公司的Aladn網關節點等。
隨著新的家庭網關產品的不斷出現，不同類型的應用集中于一個裝置將是家庭網關研究和開發的未來趨勢。
2家庭網關的標準
許多公司都開發了自己的家庭網關產品。然而開發出更多復雜的和具有兼容性的家庭網關，迫切要求制定相應的家庭網關標準。目前已有的相關標準見下表所示。
開放服務網關組織（OSGi）當前正在制訂他們稱之為服務網關的規范。該規范包含的技術的主要特點是：需要開放的和獨立的平臺；目標是成為一個標準；應有較高的獨立性和保密性；應支持不同類型的家庭連網協議；應具有較高的可靠性。
OSGi標準實質上是一系列API（應用編程接口）的集合。這些API包括核心的API和可選的API，它們共同構成了OSGi的網關規范。如果必要，OSGi可以使用已有的Java標準，其重點是如何集成這些相關的標準。
核心的API執行服務傳輸、從屬和周期管理、資源管理以及遠程服務管理。所有核心的API可由開發人員或OSGi的技術工作組來完成。
可選的API定義了向一個基于HTTPWeb服務器輸出資源的機制、客戶機與網關的交互作用以及數據管理。
值得指出的是OSGi提供了一種簡單的會員制，會員是所有盈利或非盈利公司、政府、組織教育機構，或其他支持OSGi目標的企業。目前已有許多著名公司成為OSGi的會員:AMD,CiscoSystems,CoactiveNetworks,Compaq,DeutscheTelekom,Domosys,Echelon,emWare,Enikia,Ericsson,FranceTelecom,Hewlett－Packard,IBM,Motorola,NationalSemiconductor,Nokia,Oracle,Philips,SchneiderElectric,Sharp,Siemens,Sony,STMicroelectronics,SunMicrosystems,Sybase,TokyoElectricPower,Toshiba等。
家庭網關接口的有效的解決方案，當前比較統一的觀點是開發一個集中式網關，然而這只是最終的期望。因為不同的外部接入網絡的特點不同，不同的服務提供商有不同的商業模式，存在不同的已有的或正在研發的網絡接口設備，它涉及許多不同的技術或商業問題，因此在不遠的將來是不會有一個單一的家庭網關解決方案出現。另一方面，盡管一個分布式或多個網關的方案也有許多支持者、制造商和服務提供商，但其同時也面臨著集成網關方案的挑戰。最終，一個整個家庭集中式網關將提供一個最有效的橋接外部網絡和家庭網絡或設備的解決方案。
3家庭網關的應用前景
家庭網關的應用將會是大量的。其最大和最多的應用是在家庭內多個PC同時共享一個寬帶網絡接入。例如，家中的小孩可以接入Web來學習學校的課程，同時另外一個家庭成員可以同時進行網上購物。多個人可以同時進行網絡操作，而不需要等待其他人完成操作。
家庭網關的應用不僅僅是高速Internet的接入,未來的寬帶接入進入家庭后，將會帶來更多的服務內容，不僅是Internet的接入，還有混合視頻和音頻信息流的可視電話，以及其它交互形式的娛樂服務，如網絡游戲等。家庭網關將執行智能化的路由算法，把這些信息流（數據）分配給各種電話、智能電器、數字電視和音響等設備。例如，高級的家庭網關可以使用呼叫者ID信息來發送電話呼叫給家庭內某個電話，兒童的電話只能送到他們的房間，或晚上10點以后的電話呼叫（不包括緊急電話）只能送到遠離臥室的地方。
上述技術如何應用到家庭內存在著許多新的發展趨勢。首先是高速寬帶Internet接入進入家庭。當前大約有1％的美國家庭擁有DSL、Cable調制解調器，到1999年末有超出1百萬的美國家庭安裝。Forrester研究機構預計到2003年將有超出2千萬美國家庭擁有通過DSL或Cable調制解調器的寬帶接入。
其次，連網家庭的數目到2002年也將快速增長。Jupiter通訊公司預計屆時將有1千5百萬的家庭網絡。家庭網絡的發展趨勢將因家庭內存在多個PC，以及其他電氣設備的使用而得以加速。在1999年，有60％新的PC購買是來自已有一個PC的家庭。目前已有大約15％的美國家庭擁有多個PC。